【摘 要】
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随着使用时间的增长以及外界因素的作用下,钢筋混凝土结构容易出现混凝土开裂、剥落、钢筋锈蚀等情况,影响结构的安全使用,严重的甚至会导致结构失效。GFRP加固法能够显著提高结构的承载力和延性,目前已广泛用于建筑结构的加固上。但单纯采用GFRP材料加固结构,对结构承载力的提升存在一定上限,针对这一问题,本文提出以PVA-ECC材料增大截面,再以GFRP管进行加固的复合加固方法。本文主要通过ABAQUS软
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随着使用时间的增长以及外界因素的作用下,钢筋混凝土结构容易出现混凝土开裂、剥落、钢筋锈蚀等情况,影响结构的安全使用,严重的甚至会导致结构失效。GFRP加固法能够显著提高结构的承载力和延性,目前已广泛用于建筑结构的加固上。但单纯采用GFRP材料加固结构,对结构承载力的提升存在一定上限,针对这一问题,本文提出以PVA-ECC材料增大截面,再以GFRP管进行加固的复合加固方法。本文主要通过ABAQUS软件进行数值模拟,根据模拟结果对构件工作机理、荷载-位移关系曲线、截面应力进行分析,研究GFRP管厚度、PVA-ECC层厚度、加载方式、长细比、配筋率、加固方式等因素对加固柱轴压力学性能及尺寸效应的影响,为实际加固工程提供一定的理论参考。建立11个GFRP管加固钢筋混凝土圆柱有限元构件,研究GFRP管厚度、加载方式、长细比对构件轴压性能及尺寸效应的影响。结果表明:其他条件相同的情况下,随着GFRP管厚度的增大,构件承载力与延性也随之增大;长细比对加固柱峰值荷载影响不大,但长细比越大的构件轴向位移越大;GFRP管越厚,构件尺寸效应越明显。建立22个PVA-ECC加固钢筋混凝土圆柱有限元构件,研究PVA-ECC层厚度、加载方式、长细比对对构件轴压性能及尺寸效应的影响。结果表明:其他条件相同的情况下,随着ECC层厚度的增加,构件承载力随之增大;全截面加载构件峰值荷载略大于核心加载构件;长细比对构件峰值荷载的影响较小,对构件延性影响较大;随着ECC层厚度的增大,构件尺寸效应减弱。建立118个GFRP管与PVA-ECC复合加固钢筋混凝土圆柱有限元构件,研究GFRP管厚度、PVA-ECC层厚度、加载方式、长细比、配筋率等对复合加固构件轴压力学性能以及尺寸效应的影响,结果表明:增大GFRP管厚度、PVA-ECC层厚度、配筋率均能够提高加固柱峰值荷载;全截面加载构件峰值荷载大于核心加载构件;长细比对构件峰值荷载影响不大,但长细比越大的构件延性越好;GFRP管、ECC层越厚,构件尺寸效应越明显;对构件峰值荷载影响力度从大到小依次为GFRP管厚度、配筋率、ECC层厚度、加载方式、长细比。经比较可知,各加固方法对钢筋混凝土柱承载力提升幅度由大到小分别为ECC层内置钢筋的GFRP管与ECC复合加固、GFRP管与ECC复合加固、GFRP管加固、PVAECC加固。对有限元模拟结果进行分析,建立ECC层内置钢筋的GFRP管与ECC复合加固混凝土柱承载力计算公式。
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